مکانیسم عمل مهارکننده های شعله کاملاً پیچیده است و عوامل مختلفی را شامل می شود ، اما نقش مهارکننده های شعله چیزی غیر از دستیابی به هدف قطع چرخه احتراق از طریق مسیرهای فیزیکی و شیمیایی نیست. هنوز هم جنبه های نامشخص زیادی در مورد مکانیسم عمل رکودان شعله وجود دارد ، اما بر اساس عقایدی که تاکنون منتشر شده است ، می توان آنها را در جنبه های زیر خلاصه کرد.
(1) اثر کمبود آب بدن از محصولات تجزیه کننده شعله باعث احتراق پلاستیک های کربن شده آلی احتراق در حال تجزیه می شود ، در حالی که احتراق تبخیر و احتراق تجزیه که معمولاً شعله های آتش تولید نمی کند ، توسط مواد ساده انجام نمی شود. بنابراین ، اگر تجزیه حرارتی پلاستیک به سرعت انجام شود ، ماندن در مرحله مواد قابل احتراق اما تجزیه تمام راه کربن ، می تواند از احتراق جلوگیری کند. به عنوان مثال ، سلولز با محلول آبی فسفات یا نمکهای فلزی سنگین آغشته شده است. پس از خشک شدن ، فقط کربن سازی و بزرگنمایی در هنگام گرمایش رخ می دهد ، که باعث می شود باعث احتراق شعله شود. این به دلیل واکنش کم آبی بدن سلولز ناشی از فسفات است که باعث تولید کربن سلولز می شود.
هنگامی که ترکیبات فسفر آلی در معرض شعله های آتش قرار می گیرند ، واکنشهای تجزیه زیر رخ می دهد:
ترکیب فسفر آلی - مونوفسفات - مونوفسفات - پیرو فسفات - پیرو فسفات
اسید پلی فسفوریک نهایی تولید شده یک ماده ضد آب بسیار قوی است که می تواند کربن سازی ترکیبات آلی را ترویج کند ، و فیلم سیاه کربن حاصل نقش مهمی در شعله دارد.
(2) شعله مهارکننده برای تشکیل یک فیلم محافظ غیر فرار تجزیه می شود. این شعله در دمای احتراق رزین تجزیه می شود و محصولات تجزیه آن یک فیلم محافظ غیر فرار را که سطح رزین را پوشش می دهد تشکیل می دهد و از این طریق هوا را جدا می کند و به هدف عقب ماندگی شعله می رسد. این مورد در هنگام استفاده از مخلوط اسید بوریک بوریک و فسفید به عنوان بازدارنده شعله است.
هالیدهای فسفر (R4PX) برای تشکیل فسفر و هالیدهای آلکیل (RX) تحت تجزیه حرارتی قرار می گیرند. فسفر به راحتی اکسیده می شود تا اکسیدهای فسفر (R3PO) تشکیل شود ، که بیشتر تجزیه می شود تا بدنهای شیشه ای پلی فسفات تشکیل شود. این بدن شیشه ای مداوم یک فیلم محافظ را تشکیل می دهد. پوشش سطح پلیمر برای جداسازی اکسیژن و اعمال اثر عقب ماندگی شعله آن.
(3) محصولات تجزیه کننده شعله های شعله واکنش زنجیره ای رادیکال های آزاد را قطع کرده و آنها را در هنگام احتراق پلاستیکی به دوده تجزیه می کنند. دوده بیشتر در دماهای بالا اکسید و تجزیه می شود تا رادیکال های HO- آزاد تولید شود ، و واکنش زنجیره ای رادیکال های آزاد ، احتراق شعله شعله را ادامه می دهد. در فرآیند احتراق پلیمرها ، احتراق شعله مهمترین است ، بنابراین اگر واکنش زنجیره ای H0 و رادیکال های آزاد قطع شود ، می توان از احتراق شعله به طور مؤثر جلوگیری کرد.
فرآیند احتراق هیدروکربن ها بسیار پیچیده است. HO · رادیکال های آزاد انرژی بالایی دارند. سرعت واکنش بسیار سریع است. بنابراین ، میزان احتراق با گسترش رادیکال های HO · آزاد تعیین می شود.
هنگامی که مهارکننده های شعله هالوژنه وجود دارند ، آنها در دماهای بالا برای تولید هالیدهای هیدروژن تجزیه می شوند ، که می تواند باعث افزایش HO · رادیکال های تولید شده در هنگام احتراق شود و آنها را به رادیکال ها و آب کم انرژی تبدیل کند. در همان زمان ، X · رادیکال ها با هیدروکربن ها واکنش نشان می دهند تا به HX بازسازی شوند. این چرخه ادامه می یابد ، بنابراین واکنش زنجیره ای رادیکال ها را قطع می کند. هیدروژن تولید شده توسط تجزیه حرارتی پلیمرها از طریق مسیر فوق به آب تبدیل می شود و فقط کربن سیاه را به عنوان دود سیاه می گذارد و در نتیجه خاموش شدن شعله هیدروکربن ها ایجاد می شود.
(4) اثر هم افزایی شروع رادیکال آزاد ، جبهه اکسیداسیون و هالوژن حاوی ذخایر شعله می تواند با ترکیب نگهبانان شعله آلیفاتیک با ابتلا به ابتلا به رادیکال آزاد مانند پراکسیدها و ایزوپلاستیک ، اثر مهمی در شعله بسیار قوی ایجاد کند. این امر به این دلیل است که تحت عمل گرما ، مبتکران رادیکال آزاد مانند پراکسیدها باعث تولید رادیکال های BR - آزاد می شوند و باعث می شوند رادیکال های HO · آزاد تولید شده در هنگام احتراق به سرعت ناپدید شوند.
برای دستیابی به عقب ماندگی شعله ، پلی استایرن در هنگام استفاده از دستگاههای نگهدارنده شعله به تنهایی ، به 10 ٪ تا 15 ٪ CL یا 4 ٪ تا 5 ٪ BR نیاز دارد. اگر در ترکیب با آغازگرهای رادیکال آزاد استفاده شود. فقط 4 ٪ تا 8 ٪ C1 یا 0.5 ٪ تا 3 ٪ BR مورد نیاز است.
اکسید آنتیموان (SB2O3) در هنگام استفاده به تنهایی به عنوان یک مهار کننده شعله ، اثربخشی ضعیفی دارد ، اما در هنگام ترکیب با هالیدها ، اثرات بسیار خوبی دارد ، عمدتا به دلیل تشکیل هالیدهای آنتیموان در دماهای بالا.
SBCL3 (نقطه جوش 223 درجه) و SBBR3 (نقطه جوش 288 درجه) مواد بی ثبات با نقاط جوش بالا هستند که می توانند برای مدت زمان طولانی تر در منطقه احتراق باقی بمانند. هالیدهای آنتیموان می توانند پلیمرها را در هر دو مرحله مایع و جامد تقویت کنند. dehalogenation سیستم عقب ماندگی شعله و کربن سازی سطح پلیمر. در عین حال ، می تواند HO · رادیکال ها را در فاز گاز ضبط کند. بنابراین ، ترکیبی از آنتیموان اکسید و بازدارنده های شعله هالوژنه شده ، بسیار پرکاربردترین فرمول مهارکننده شعله است.
(1) پراکندگی گرمای احتراق و رقیق شدن مواد قابل اشتعال
هیدروکسید آلومینیوم یکی از مهارکننده های شعله با این عملکرد است. عقب ماندگی شعله آن قوی نیست ، بنابراین مقدار اضافه شده به اندازه 40-60 قسمت است که به عنوان پرکننده نیز عمل می کند. هنگامی که پلاستیک می سوزد ، هیدروکسید آلومینیوم مقدار زیادی گرما را تجزیه و جذب می کند.
با توجه به جذب زیاد گرمای احتراق ، دمای پلیمر کاهش می یابد و در نتیجه کاهش تجزیه ، تبخیر و احتراق کاهش می یابد. هیدروکسید آلومینیوم غیر قابل احتراق است و هنگامی که به مقدار 40-60 قسمت در پلیمر پر شود ، معادل "رقیق کردن" پلیمر قابل احتراق است. در نتیجه باعث بهبود عقب ماندگی شعله می شود.
از طرف دیگر ، در حالی که تجزیه حرارتی پلیمرها گازهای قابل اشتعال را تولید می کند ، اگر سیستم بازدارنده شعله پلیمری بتواند گازهای غیر قابل اشتعال مانند H2O ، HCl ، NBR ، CO2 ، NH3 ، N2 و غیره را تجزیه کند ، می تواند گازهای قابل اشتعال را تا حد خاصی و به اثر بازگرداندن سنگ قیمتی رقیق کند. عملکرد مهارکننده های شعله در واقع یک فرآیند پیچیده است که عوامل مختلفی را که در بالا ذکر شد ترکیب می کند.
